(57)【要約】【課題】電極ピン間の間隔の変動に起因したコンデンサの接続の遮断やコンデンサの破壊を防止したスクイブを提供する。【解決手段】カップ体と、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により発火するＳＣＢチップを、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、  前記複数の電極ピンのうち該ＳＣＢチップと電気的に並列をなす２本の電極ピンであって、該カップ体の外部側の当該電極ピン間に、その間隔の保持を司る高剛性を持つ一体型の基盤を装着すると共に、該基盤上に該電極ピン対と電気的に接続されたコンデンサを設置する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
カップ体と、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により発火するＳＣＢチップを、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、
前記複数の電極ピンのうち該ＳＣＢチップと電気的に並列をなす２本の電極ピンであって、該カップ体の外部側の当該電極ピン間に、その間隔の保持を司る高剛性を持つ一体型の基盤を装着すると共に、該基盤上に該電極ピン対と電気的に接続されたコンデンサを設置したことを特徴とするスクイブ。
【請求項２】
請求項１において、前記電極ピンの一部と前記コンデンサ付き基盤を樹脂モールドで覆ったことを特徴とするスクイブ。
【請求項３】
請求項１または２において、前記コンデンサの等価直列抵抗が100mΩ以下であることを特徴とするスクイブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記コンデンサがセラミックコンデンサであることを特徴とするスクイブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記コンデンサの静電容量が0.1〜10μＦであることを特徴とするスクイブ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記電極ピン対に対する前記基盤の固定手段が、ハンダ、導電性エポキシ樹脂、溶接およびバネによる接触のいずれかであることを特徴とするスクイブ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、エアバッグ等の自動車の安全装置に使用されるガス発生器等に搭載されるスクイブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に装着されるエアバッグを膨張させるためのガス発生器用のスクイブとして、従来から種々の電気式スクイブが開発されている。
このスクイブは、通常、外部と電気的に接続するための金属ピンを有し、またこの金属ピンの他端には火薬に点火するための加熱素子をそなえている。
【０００３】
従来使用されてきた点火具は、点火薬に点火するために、架橋ワイヤを使用していた。架橋ワイヤとしては、ニクロム線を用いており、架橋ワイヤの線径が細すぎると取り付けることができない。また、取り付けることができる線径の架橋ワイヤでは熱容量が大きいために、通電してから架橋ワイヤが点火薬の点火温度に達する時間が長くなり、例えば、自動車用のサイドインフレータに要求される高速応答性を完全に得られていない。
【０００４】
一方、半導体ブリッジは、蒸着などの半導体技術を用いて製造されたブリッジを総称するものであるが、架橋ワイヤに比べ半導体ブリッジを用いた点火具は、数ミクロン程度の膜厚の薄膜ブリッジを利用するので、熱容量を小さくすることができ、高速応答性を持たせることが可能である。架橋ワイヤでは、点火点まで加熱するのに800から1000マイクロ秒程度を要するが、半導体ブリッジでは、一般に100から200マイクロ秒程度で点火薬を点火することができる。このように半導体ブリッジは、100から200マイクロ秒程度で点火薬を点火する熱を発生することができるために、高速着火が可能である。
【０００５】
しかしながら、このような熱容量の小さい半導体ブリッジを用いると、外部からの静電気などのノイズに対して、スクイブが誤発火するおそれがある。
【０００６】
そこで、静電気に対して誤発火を防止する対策として、半導体ブリッジと並列してコンデンサを設置し、このコンデンサによって放電された静電気を吸収する方法が知られている（例えば特許文献１）。
さらに、点火薬に含まれる化学成分等の影響や点火薬を電橋部に押圧接触させるタイプのスクイブの押圧力によるコンデンサの破壊を生じることのない、コンデンサの配置として、外部との連絡用の電極ピン間にコンデンサを設置する方法も知られている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特許第3,136,144号公報
【特許文献２】特許第3,648,256号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上掲した特許文献１に記載の技術は、コンデンサを点火薬に接するカップ体の中に組み込んでいるため、点火薬に含まれる化学成分等の影響を受けて、コンデンサが劣化したり、または点火薬を電橋部に押圧接触で組み立てるタイプのスクイブを作製しようとするとコンデンサに力がかかりすぎて破壊してしまうという問題があった。
【０００８】
また、上掲した特許文献２に記載の技術は、電極ピン間にコンデンサを取り付ける具体的な手段については何ら記載がなく、単にコンデンサをハンダ等により取り付けただけでは、取り扱い中に電極ピンに対する外圧の付加等により、電極ピン間の間隔が変動し、それによりコンデンサの接続が遮断されたり、甚だしい場合にはコンデンサが破壊される場合があることが判明した。
【０００９】
本考案は、上記の問題を有利に解決するもので、コンデンサの劣化や破壊を招くことなしに、外部からの電磁波ノイズ等に伴う静電放電に起因した誤発火を効果的に防止することができるスクイブを提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
さて、考案者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、コンデンサを直接電極ピン間に設置するのではなく、かような電極ピン間の間隔の変動を抑制する硬質で一体型の基盤を介して設置することが、極めて有効であるとの知見を得た。
本考案は、上記の知見に立脚するものである。
【００１１】
すなわち、本考案の要旨構成は次のとおりである。
（１）カップ体と、複数の電極ピンを互いに絶縁して保持し該カップ体の開口部を塞ぐ塞栓とをそなえ、該カップ体の内部には、点火薬を有すると共に、該電極ピンに接続され外部からの通電により発火するＳＣＢチップを、該点火薬に当接して設置したスクイブにおいて、
前記複数の電極ピンのうち該ＳＣＢチップと電気的に並列をなす２本の電極ピンであって、該カップ体の外部側の当該電極ピン間に、その間隔の保持を司る高剛性を持つ一体型の基盤を装着すると共に、該基盤上に該電極ピン対と電気的に接続されたコンデンサを設置したことを特徴とするスクイブ。
【００１２】
（２）上記（１）において、前記電極ピンの一部と前記コンデンサ付き基盤を樹脂モールドで覆ったことを特徴とするスクイブ。
【００１３】
（３）上記（１）または（２）において、前記コンデンサの等価直列抵抗が100mΩ以下であることを特徴とするスクイブ。
【００１４】
（４）上記（１）〜（３）のいずれかにおいて、前記コンデンサがセラミックコンデンサであることを特徴とするスクイブ。
【００１５】
（５）上記（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記コンデンサの静電容量が0.1〜10μＦであることを特徴とするスクイブ。
【００１６】
（６）上記（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記電極ピン対に対する前記基盤の固定手段が、ハンダ、導電性エポキシ樹脂、溶接およびバネによる接触のいずれかであることを特徴とするスクイブ。
【考案の効果】
【００１７】
本考案の効果を列挙すると次のとおりである。
(1) カップ体の中で点火薬を電橋部に押圧接触で組み立てるスクイブの場合に押圧力によるコンデンサの破壊を防止できる。
(2) 硬質の基盤を介してコンデンサを設置する場合、電極ピン間に外力が作用した場合であっても、電極ピン間の間隔の変動に起因したコンデンサの接続の遮断やコンデンサの破壊を効果的に防止することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本考案を具体的に説明する。
図１に、本考案に従うスクイブを断面図で示す。
図中、番号１はカップ体、２はその保護カバーであり、この保護カバー２は省略することも可能である。
３は点火薬であり、かかる点火薬３としては、その組成中にジルコニウムを含むものが好適である。その他、水素化チタンやボロン、トリシネートなどを含むものも有利に適合する。
【００１９】
４は、加熱素子としてのＳＣＢ（Semiconductor Bridge  半導体ブリッジ）チップである。このＳＣＢチップ４は、金属と絶縁物を積層したブリッジ構造からなり、架橋ワイヤに比べて高速応答性をもたせることができる。
上記のブリッジ構造としては、シリコン基板上に、チタンとSiO2（またはボロン）を交互に積層したものが有利に適合する。各層の厚みは、それぞれ0.05〜10μm 程度とするのが好ましい。より好ましい膜厚は0.1〜４μm である。
その他のブリッジ構造としては、ニッケルクロム合金、ニッケル、アルミニウム、マグネシウムおよびジルコニウムの組と、カルシウム、マンガン、二酸化珪素およびシリコンの組から選ばれた各１種以上の組成物を交互に積層したものを適用することもできる。また、本考案のスクイブには、上記の構造に限らず一般的なＳＣＢに対して有効に適用することができる。
【００２０】
５は塞栓であり、この塞栓５には、外部と電気的に接続するための電極ピン６がガラス封止７によって固定されている。このようにガラス封止７によって電極ピン６を固定することにより、高い気密性を保ちながら電気的絶縁を確保することができる。なお、塞栓５とカップ体１は、レーザー溶接等の手段で一体化されることで、カップ体内部は高い気密性の下で密閉される。
また、この電極ピン６は、スクイブの内部でＳＣＢチップ４と接続していて、外部からの電流をＳＣＢチップ４に伝達する。
【００２１】
そして、８が基盤、９がその上に設置されたコンデンサ、10が塞栓５の底部と上記したコンデンサ９付き基盤８を覆う樹脂モールドである。
【００２２】
以下、上記した基盤８およびコンデンサ９について詳細に説明する。
図２(a)〜(c)に、代表的な基盤形状、配線パターンおよびコンデンサの設置状態を示す。
図２(a)は、形状が矩形の平板に、２本の電極ピンを差し込む２つの貫通孔11を設け、この貫通孔11から延びる導通路12を平板上にそなえる基盤８−１に、コンデンサ９を載置した場合である。図２(b)は、形状が円形の平板に、同 様に、２本の電極ピンを差し込む２つの貫通孔11を設け、この貫通孔11から延びる導通路12を平板上にそなえる基盤８−２に、コンデンサ９を載置した場合である。
また、図２(c)は、形状は矩形であるが厚肉のブロックに、２本の電極ピンを差し込む２つの貫通孔11を設け、この貫通孔11から延びる導通路12をブロックの側面にそなえる基盤８−３に、コンデンサ９を取り付けたものである。
なお、いずれの場合も、貫通孔11の内周面には導通材の被覆を施すことが好ましい。
また、図２(a)〜(c)はいずれも、電極ピンが２本の場合について例示したが、電極ピンが３本ないしそれ以上の場合には、コンデンサ付き基盤を装着すべき電極ピン対は、ＳＣＢチップと電気的に並列となるものを選択する必要がある。
【００２３】
さらに、上掲した図２(a)〜(c)いずれにおいても、基盤としては、外圧が付加されても電極ピン間の間隔が変動しないような剛性が高い素材を用いることが重要である。
かような素材としては、セラミックが最適であるが、その他にもガラスエポキシ基盤、プラスチック板等の絶縁性基盤が有利に適合する。通常、この基盤には電極ピンとコンデンサとを電気的に接続するための配線が設けられている。
【００２４】
以上、図１，２では、電極ピンを２本有する場合について説明したが、本考案は、電極ピンを３本以上有するスクイブについても適用することができる。但し、この場合には、複数の電極ピンのうちＳＣＢチップと電気的に並列をなす２本の電極ピンを選択することが肝要である。
また、本考案は、外部と電気的に接続するための電極ピンを複数本有していれば、どのようなタイプのスクイブにも適用することができ、スクイブの内部構造に制約を受けることはない。
【００２５】
さらに、上記のようにして設置したコンデンサ付き基盤は、樹脂モールドで覆う構造にすることが好ましい。
というのは、樹脂モールドの中にコンデンサを埋め込むことにより、コンデンサに加わる衝撃、温度および湿度等を効果的に防止することができ、またコンデンサの接続部および電極ピン間に作用する力からも保護することができるからである。
【００２６】
また、コンデンサの持つ抵抗値である等価直列抵抗は100mΩ以下とすることが好ましい。
というのは、この抵抗値が低いほど、静電気を効果的にコンデンサ側に吸収することができるからである。この点、アルミ電解コンデンサやタンタルコンデンサは、この抵抗値が高いために、ＳＣＢ側にいくらかの電流が流れ、静電放電を効果的に阻止することが難しい。
【００２７】
さらに、コンデンサとしては、セラミックコンデンサが有利に適合する。
というのは、セラミックコンデンサは、上述したアルミ電解コンデンサやタンタルコンデンサに比べて、周波数特性に対するインピーダンスの値（等価直列抵抗）が低く、ノイズ吸収特性に優れるからである。
かようなセラミックコンデンサとしては、
１．Ｉ型セラミックコンデンサ（TiO2）：温度補償用
２．II型セラミックコンデンサ(BaTiO3系、PbO系）：高誘電率用
３．III型セラミックコンデンサ(SrTiO3半導体系）：高誘電用
等が挙げられるが、本考案ではいずれもが適合し、用途に応じて適宜使い分ければよい。
なお、かかるセラミックコンデンサは、性能的には非常に優れているのであるが、軸方向の応力に弱いという弱点があるので、その設置に際しては、コンデンサの両極方向が２本の電極ピンを結ぶ方向に対し略直角となるように配置することが好適である。
【００２８】
また、使用するコンデンサの静電容量は0.1〜10μＦ程度とするのが好ましい。
コンデンサの静電容量が大きくなると、充電に要する時間も長くなり、高速応答性に問題が生じる。例えば、コンデンサの静電容量が0.47μＦの場合には0.94μsec、２μＦの 場合に４μsec、10μＦの場合には20μsecとなる。
本考案において、加熱素子としてＳＣＢチップを用いる目的は、低エネルギーおよび高速着火であるので、コンデンサの静電容量が大きいとむしろ高速応答性は阻害される。また、コンデンサの静電容量が大きくなると、コンデンサのサイズも大きくなり、電極ピン間への設置も難しくなる。
【００２９】
なお、電極ピンに対する基盤の固定手段は、特に制限されるものではないが、ハンダ、導電性エポキシ樹脂、溶接およびバネによる接触等が有利に適合する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本考案に従う好適スクイブの断面図である。
【図２】本考案に従う代表的な基盤形状、配線パターンおよびコンデンサの設置状態を示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  カップ体
２  カップ体の保護カバー
３  点火薬
４  ＳＣＢチップ
５  塞栓
６  電極ピン
７  ガラス封止
８  基盤
９  コンデンサ
10  樹脂モールド
11  貫通孔
12  導通路
【図１】
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【図２】
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